3 Краткие теоретические сведения о стабилитроне

Стабилитроны предназначены для стабилизации напряжения на нагрузке при изменении питающего напряжения или сопротивления нагрузки. Для стабилитронов рабочим является участок пробоя ВАХ в области обратных напряжений (см. рис. 3.1).

Рисунок 3.1 – Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Стабилитрон характеризуется следующими параметрами: напряжением стабилизации U_ст; минимальным током стабилизации I_ст.мин.; максимально допустимым током стабилизации I_{ст.макс.}; максимально допустимым прямым током I_макс.; максимально допустимой рассеиваемой мощностью P_макс., дифференциальным сопротивлением

Стабилитроны выбираются по напряжению стабилизации U_ст и току стабилизации I_{ст.макс.}

Пример 3.1.

Для стабилизации напряжения на нагрузке (рис.3.2) используется полупроводниковый стабилитрон КС210Е (приложение В), напряжение стабилизации которого U_ст=10В. Определить допустимые пределы изменения питающего напряжения, если максимальный ток стабилитрона I_{ст.макс} = 15 мА, минимальный ток стабилитрона I_ст.мин. = 3мА, сопротивление нагрузки R_н =1кОм и сопротивление ограничительного резистора R_o = 0.5 кОм.

Рисунок 3.2 - Схема включения стабилитрона

Решение

Напряжение источника питания

Ток через нагрузку

Таким образом,

Подставляя в эту формулу максимальное и минимальное значения тока через стабилитрон, получим:

Е_мин= 10 (I + 0.5) + 3 0.5 = 16.5 В

Е_макс= 10 (I + 0.5) + 15 0.5 = 22.5 В

Пример 3.2.

Кремниевый стабилитрон 2С213Е включен в схему стабилизатора напряжения параллельно с резистором R_н =2.2 к0м (см. рис.3.2). Параметры стабилитрона (приложение В): напряжение стабилизации U_ст = 13В, максимальный ток I_{ст.макс}= 12 мА, минимальный ток I_ст.мин=0,5 мА. Найти сопротивление ограничительного резистора R_о, если напряжение источника Е меняется от E_мин=16В до E_макс=24В. Определить, будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения напряжения источника.

Решение

Сопротивление ограничительного резистора определим по формуле

где Е_ср = 0,5 (Е_мин + Е_макс) = 0,5(I6 + 24)= 20 В.

Средний ток через стабилитрон

I_cт.ср. = 0,5 (I_ст.мин.+ I_{ст.макс.})=0,5(0,5 + 12)= 6,25 мА.

Ток через нагрузку

Следовательно, сопротивление ограничительного резистора

Принимаем R_o = 560 Ом.

Стабилизация будет обеспечена для изменения E в пределах:

от Е_мин = (U_ст +(I_{ст макс} + I_н)R_о = 13 + (0.5 + 5,9)•IO^-3•560 = 16.5 В

до Е_макс = (U_ст +(I_{ст макс} + I_н)R_о = 13 + (12 + 5.9)•IO^-3•560 = 22 В.

Диапазон изменения напряжения источника получился меньше. Необходимо выбрать другой тип стабилитрона .

Задание 4

Для схемы усилителя на рис.4.4 в режиме постоянного тока рассчитать аналитическим методом параметры усилителя К_I, К_U, К_P и определить величины всех резисторов, если заданы следующие исходные данные : напряжение питания, параметры рабочей точки, тип транзистора, коэффициент передачи по току .

На ПЭВМ проверить работу усилителя и снять амплитудную и частотные характеристики. Параметры транзисторов приведены в приложении Г. Характеристики транзисторов приведены в приложении Е.

Перед выполнением задания внимательно прочитать теоретическую часть и разобрать примеры .

Исходные данные для каждого варианта приведены в табл 4.1.

В отчете должны быть приведены:

схема усилителя;

аналитический расчет;

модель схемы, набранная на ЭВМ с показаниями приборов;

амплитудно-частотная характеристика;

выводы по работе.

Таблица 4.1 – Варианты задания 4

Номер варианта	Исходные данные
	Тип транзистора	Iоб, мA	UOK, B	ср	Ek,В

1	2	3		4	5	6
1	KT601A	1.2		30	150	60
2	KT814	9		6	50	16
3	КТ815	12		4	50	14
4	KT816	20		6	30	12
5	КТ817	15		8	30	16
6	KT818	0.3		4	20	14
7	КТ903А	20		30	40	80
8	КТ912Б	0.25		6	60	10
9	КТ343А	0.4		5	50	12
10	КТ403В	16		15	140	35
11	КТ501Б	0.3		12	80	30
12	КТ203Б	0.6		20	90	36
13	KT312B	0.1		10	120	20
14	ГТ320Б	4		7	100	14 80
15	KT601A	0.8		36	150	80
16	KT8I4	6		8	50	14
17	KT815	3		6	50	10
18	KT816	8		4	30	12
19	KT817	15		7	30	16
20	KT818	300		5	20	14
21	КТ903А	40		20	40	60
22	КТ912Б		100	5	60	12
23	КТ343А		0.5	6	50	10
24	КТ403В		24	10	140	30
25	КТ501Б		400	8	80	35
26	КТ203Б		0.2	16	90	30
27	KT312B		0.1	7.5	120	20
28	ГТ320Б		2	4	100	10
29	ГТ403В		24	15	40	30
30	КТ343А		0.5	6	50	10